(57)【要約】【課題】組み立ての工程を簡素化できる車輪用軸受装置を提供すること。【解決手段】車輪用軸受装置１は、等速ジョイント３の外輪２８に動力伝達可能に連結されたハブシャフト７を含む内輪と、複数の転動体を介して前記内輪に回転自在に連結された外輪とを含む。前記ハブシャフト７および外輪２８は、一方の端部から軸方向に突出させた凸条３４の側面に設けた逆テーパー状の段差面３６を、他方の端部から軸方向に凹入させた凹溝３０の側面に設けた逆テーパー状の段差面３２に係合させた状態で、凸条３４および凹溝３０を互いに嵌め合わせると共に、その外周に環状の固定バンド３８を固定することで互いに連結されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力を車輪に伝達するための等速ジョイントと連結され、車輪を回転可能に保持する車輪用軸受装置であって、
前記等速ジョイントの連結側端面には、回転中心と直交する径方向に延びる逆テーパー状の嵌合用凹凸が形成されており、
前記車輪用軸受装置は、
前記等速ジョイントと連結される端面を有し、当該端面には、回転中心と直交する径方向に伸び、前記等速ジョイントの連結側端面に形成された嵌合用凹凸と嵌合する逆テーパー状の嵌合用凸凹が形成されていて、連結時に、前記等速ジョイントから動力伝達されて回転する内輪と、
複数の転動体を介して前記内輪に回転自在に連結された外輪と、
前記内輪が前記等速ジョイントに連結されたときに嵌合しあった等速ジョイントの前記嵌合用凹凸と内輪の前記嵌合用凸凹との嵌合部周囲に固定される固定バンドとを含むことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
互いに嵌め合わされた嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の間にばねが介挿されて、前記ばねの付勢力によって、前記嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の境界の逆テーパー状の段差面が互いに圧接されていることを特徴とする請求項１記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
嵌合用凸凹の先端中央に板ばねが設けられ、嵌合用凹凸の先端中央に、前記板ばねが嵌め合わされる凹みが設けられていることを特徴とする請求項２記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばドライブシャフトの先端側に等速ジョイントを介して取り付けられ、車輪を回転可能に保持するための車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、車輪を回転可能に保持するための車輪用軸受が用いられている。この種の車輪用軸受には、例えば、内輪と、複数の転動体を介して内輪に回転自在に連結された外輪とを備えるものがある（例えば特許文献１参照）。また内輪を、同軸となるように互いに一体的に連結された筒状体および軸体によって別体に形成したものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
車輪が駆動輪である場合、車輪用軸受は、駆動源からの駆動力を車輪に伝達するための等速ジョイントの端部に、前記内輪が動力伝達可能に連結される。
例えば特許文献１、２では、車輪用軸受の内輪の端部と等速ジョイントの外輪の端部に、それぞれ歯筋が内輪の軸方向と交差方向に延びる複数の歯からなる歯部を形成し、互いの歯部を噛み合わせた状態で、内輪の中心を貫通させたボルトを等速ジョイントの端部の中心に形成したボルト穴に螺合して前記噛み合わせを固定することで両者を動力伝達可能に連結して、車輪用軸受装置を構成している。
【特許文献１】特開昭６２−１９４９０３号公報
【特許文献２】特開昭６３−１８４５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１、２等の従来の連結構造においては、前記歯部を構成する個々の歯が、歯面に圧力角をつけるために先端部側が基部側より幅の狭い断面略台形状に形成される。そのため回転トルクが加わると、歯部同士の噛み合いが緩んで、車輪用軸受の内輪と等速ジョイントの外輪とが離間しようとする方向の力が生じる。
従来の連結構造では、前記離間を規制して両者の連結を維持するため、先に説明したようにボルトを締め付けて前記両者間を互いに固定しているが、自動車の走行によって繰り返し、前記力が加えられることでボルトの締め付けが緩んで離間を生じるおそれがあり、それを防止するためにはボルトの締め付けトルクを厳密に管理する必要がある。
【０００５】
また従来の連結構造では、歯部同士を噛み合わせて車輪用軸受装置を組み立てる工程において、衝突による傷つき等を生じないために、前記歯部同士を慎重に噛み合わせた上でボルトを螺合して締め付ける必要もある。そのため、従来の連結構造では組み立ての工程が複雑である。
そこで、この発明の目的は、組み立ての工程を簡素化できる車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、駆動源からの駆動力を車輪に伝達するための等速ジョイント（３）と連結され、車輪を回転可能に保持する車輪用軸受装置（１）であって、前記等速ジョイントの連結側端面には、回転中心と直交する径方向に延びる逆テーパー状の嵌合用凹凸（３４）が形成されており、前記車輪用軸受装置は、前記等速ジョイントと連結される端面を有し、当該端面には、回転中心と直交する径方向に伸び、前記等速ジョイントの連結側端面に形成された嵌合用凹凸と嵌合する逆テーパー状の嵌合用凸凹（３０）が形成されていて、連結時に、前記等速ジョイントから動力伝達されて回転する内輪（７）と、複数の転動体（８）を介して前記内輪に回転自在に連結された外輪（９）と、前記内輪が前記等速ジョイントに連結されたときに嵌合しあった等速ジョイントの前記嵌合用凹凸と内輪の前記嵌合用凸凹との嵌合部周囲に固定される固定バンド（３８）とを含むことを特徴とする車輪用軸受装置である。
【０００７】
この項において括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものである。なお、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
この発明によれば、嵌合用凸凹を嵌合用凹凸に嵌め合わせて両者の嵌合部周囲に固定バンドを固定するだけで、等速ジョイントの連結側端面に、内輪を、前記嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の逆テーパーによって軸方向への離間を規制した状態で連結できる。そのため、車輪用軸受装置の組み立ての工程を簡素化することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、互いに嵌め合わされた嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の間にばね（３３）が介挿されて、前記ばねの付勢力によって、前記嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の境界の逆テーパー状の段差面が互いに圧接されていることを特徴とする請求項１記載の車輪用軸受装置である。
この発明によれば、ばねの付勢力によって嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の境界の逆テーパー状の段差面を互いに圧接させて、両者の嵌め合いのがたつきをなくすることができる。そのため、前記嵌合用凹凸および嵌合用凸凹の間に適度なクリアランスを持たせて両者の嵌め合わせを容易にして、車輪用軸受装置の組立工程をより一層簡素化することができる。
【０００９】
また、クリアランスは任意に設定できるため、前記嵌合用凹凸および嵌合用凸凹を、動力伝達時にがたつき等が生じるのを防止するため高い寸法精度が求められる歯部のような厳密な寸法管理を必要とせずに加工できる。そのため、固定バンドとして既製のものを使用できることと相まって、車輪用軸受装置を構成する各部品の構造を簡素化して寸法管理を容易化することもできる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、嵌合用凸凹の先端中央に板ばねが設けられ、嵌合用凹凸の先端中央に、前記板ばねが嵌め合わされる凹み（３７）が設けられていることを特徴とする請求項２記載の車輪用軸受装置である。
この発明によれば、板ばねと凹みとの嵌め合いによって嵌合用凹凸および嵌合用凸凹を位置決めしながら内輪と等速ジョイントとを連結できるため、車輪用軸受装置の組立工程をより一層簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置１が備えられた車両の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、左右一対の車輪用軸受装置１、１は、それぞれ、ドライブシャフト２の先端側に等速ジョイント３を介して取り付けられている。左右の車輪４、４は、それぞれ対応する車輪用軸受装置１によって回転可能に保持されている。エンジン５からの駆動力はドライブシャフト２に与えられ、ドライブシャフト２から等速ジョイント３を介して車輪用軸受装置１に伝達される。そして車輪用軸受装置１に保持された車輪４が回転される。
【００１２】
この発明は、エンジン５からドライブシャフト２等を介して伝達される駆動力を、車輪４に伝達するための車輪用軸受装置１の改良を内容としている。以下では、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置１について具体的に説明する。
図２は、車輪用軸受装置１の概略構成を示す図解的な縦断面図である。
図２を参照して、車輪用軸受装置１は、フランジシャフト６およびハブシャフト７と、複数のボール８（転動体）を介してこれらのシャフト６、７に回転自在に連結された外輪９とを備えている。フランジシャフト６およびハブシャフト７は、同軸となるように一体回転可能に連結されている。フランジシャフト６およびハブシャフト７は、車輪用軸受装置１の内輪として機能する。
【００１３】
車輪用軸受装置１は、外輪９に形成されたフランジ９ａを介して図示しない懸架装置に固定されている。また、車輪４（図１参照）は、フランジシャフト６に形成されたフランジ１２に固定されている。エンジン５からの駆動力は、ハブシャフト７に伝達される。エンジン５からの駆動力がハブシャフト７に伝達されることで、ハブシャフト７およびフランジシャフト６とともに車輪４が一体回転する。
【００１４】
また、車輪用軸受装置１は、例えば複列アンギュラ玉軸受として機能するように構成されている。複数のボール８は、それぞれ環状をなす２つの列を構成している。一方の列を構成する複数のボール８は、フランジシャフト６と外輪９との間で保持されている。また、他方の列を構成する複数のボール８は、ハブシャフト７と外輪９との間で保持されている。車輪用軸受装置１の内部すきまは例えば負すきまとされており、各ボール８には予圧が与えられている。
【００１５】
また、外輪９の内周側には、それぞれ環状をなす一対のシール１０、１１が配置されている。一方のシール１０は、外輪９の一端部（図２では左側の開口端部）とフランジシャフト６との間に配置されている。また、他方のシール１１は、外輪９の他端部（図２では右側の開口端部）とハブシャフト７との間に配置されている。これらのシール１０、１１によって、車輪用軸受装置１の内部（フランジシャフト６およびハブシャフト７と外輪９との間）に異物（例えば水や埃など）が進入することが防止されている。各シール１０、１１は、外輪９によって保持されており、フランジシャフト６およびハブシャフト７と外輪９とが相対回転すると、フランジシャフト６またはハブシャフト７に摺動するようになっている。
【００１６】
フランジシャフト６は、円筒状をなしている。フランジシャフト６は、円環状をなす板状のフランジ１２と、筒状体としての筒状部１３と、円筒状のいんろう部１４とを有している。フランジ１２、筒状部１３およびいんろう部１４は、それぞれが同軸となるように一体形成されている。フランジ１２は、筒状部１３の一端部（図２では左端部）の周囲に配置されている。フランジ１２は、筒状部１３の外周から径方向外方に延びている。また、いんろう部１４は、筒状部１３よりも車輪４側（図２では左側）に配置されている。いんろう部１４は、筒状部１３の一端部から車輪４側に突出している。
【００１７】
車輪４は、円環状をなす板状のブレーキディスクロータ（図示せず）をフランジ１２との間に挟み込んだ状態で当該フランジ１２に固定される。フランジ１２は、その車輪４側の端面が取付面１２ａとなっている。取付面１２ａは、円環状の平坦面となっている。ブレーキディスクロータは、その内周にいんろう部１４が嵌合された状態で取付面１２ａに沿って取り付けられる。ブレーキディスクロータの内周にいんろう部１４が嵌合されることで、ブレーキディスクロータがフランジ１２に対して位置決めされる。
【００１８】
また、フランジ１２の外周部には、複数の固定ボルト１５が取り付けられている（図２では、固定ボルト１５を１つだけ図示している。）。複数の固定ボルト１５は、フランジ１２の周方向に間隔を隔てて環状に配置されている。各固定ボルト１５の軸部１５ａは、取付面１２ａから車輪４側に突出している。ブレーキディスクロータおよび車輪４は、複数の固定ボルト１５とこれに対応する複数の固定ナット（図示せず）とによって一体的にフランジ１２に固定される。
【００１９】
一方、筒状部１３は、その一部がフランジ１２よりもドライブシャフト２側（図２では右側）に突出している。筒状部１３は、フランジ１２よりもドライブシャフト２側に突出する筒状の基部１６と、基部１６からドライブシャフト２側に延びる筒状の第１軌道形成部１７とを有している。シール１０は、基部１６の周囲に配置されており、基部１６の外周面に当接している。基部１６の外周面には、フランジシャフト６と外輪９との相対回転に伴ってシール１０が摺動する摺動面１９が設けられている。また、一方の列を構成する複数のボール８は、第１軌道形成部１７の周囲に配置されている。第１軌道形成部１７の外周面には、環状の第１軌道面１８が設けられている。
【００２０】
筒状部１３には、当該筒状部１３をフランジシャフト６の軸方向（図２では左右方向）に貫通する貫通孔２０が形成されている。筒状部１３の内周には、雌スプライン２１が形成されている。ハブシャフト７の一部（後述の嵌合部２２）は、貫通孔２０に嵌合されている。ハブシャフト７は、その一部が貫通孔２０に嵌合された状態でフランジシャフト６に連結されている。
【００２１】
ハブシャフト７は、貫通孔２０に嵌合された円筒状の嵌合部２２（軸体の一部）と、第１軌道形成部１７と対をなす円柱状の第２軌道形成部２３（軸体の一部）とを有している。嵌合部２２の外周には雄スプライン２４が形成されており、当該雄スプライン２４は、雌スプライン２１に噛み合わされている。これにより、フランジシャフト６およびハブシャフト７が一体回転可能に連結されている。
【００２２】
また、嵌合部２２の外径は、第２軌道形成部２３の外径よりも小さくされている。嵌合部２２および第２軌道形成部２３は、同軸となるように一体形成されている。嵌合部２２と第２軌道形成部２３との結合部には、環状段部２５が設けられている。嵌合部２２が貫通孔２０に嵌合した状態で、環状段部２５には、第１軌道形成部１７の先端部である筒状端部２６が突き当てられている。
【００２３】
さらに、嵌合部２２が貫通孔２０に嵌合した状態で、嵌合部２２の先端部２２ａは、貫通孔２０から車輪４側に突出している。嵌合部２２の先端部２２ａは、その全周にわたって外側に押し広げられるようにかしめられている。筒状部１３は、嵌合部２２の先端部２２ａ（かしめ部）によってドライブシャフト２側に押し付けられている。これにより、筒状部１３が、嵌合部２２の先端部２２ａと環状段部２５との間で保持されている。
【００２４】
また、第２軌道形成部２３の外径は、第１軌道形成部１７の外径とほぼ等しくされている。フランジシャフト６およびハブシャフト７が連結された状態で、第１軌道形成部１７の外周面と第２軌道形成部２３の外周面とは、ほぼ連なっている。他方の列を構成する複数のボール８は、第２軌道形成部２３の周囲に配置されており、第２軌道形成部２３の外周面には、環状の第２軌道面２７が設けられている。
【００２５】
等速ジョイント３は、例えばボール型の等速ジョイントであり、ドライブシャフト２（図１参照）と一体回転可能に連結された内輪（図示せず）と、複数のボール（図示せず）を介して内輪に連結されたカップ状の外輪２８とを備えている。外輪２８のカップ内の空間２８ａに内輪およびボールが収容されて等速ジョイント３が構成される。この実施形態では、等速ジョイント３の外輪２８の連結側端面に、ハブシャフト７の端面が連結される。
【００２６】
図３は、図２の車輪用軸受装置１のうち前記ハブシャフト７の、ドライブシャフト２側の端部の概略構造を拡大して示す図解的な斜視図である。
図２、図３を参照して、ハブシャフト７の端部には、車輪用軸受装置１の中心軸Ｘと直交する端面２９が設けられ、当該端面２９から車輪４の方向へ凹入させて、嵌合用凸凹としての、径方向に延びる凹溝３０が形成されている。凹溝３０の底面３１は中心軸Ｘと直交する平面とされている。また凹溝３０は、中心軸Ｘを挟んで互いに対向する２つの段差面３２を備えている。
【００２７】
前記両段差面３２は、それぞれ前記凹溝３０の開口側より底面３１側において径方向に凹入する逆テーパー状とされている。それぞれの段差面３２は、中心軸Ｘと交差する一方向と平行で、かつ中心軸Ｘに対して前記逆テーパー状となるように傾斜した平面とされている。また両段差面３２は、中心軸Ｘと交差する一方向において互いに平行に形成され、それによって凹溝３０は、開口幅が一定で、かつ底面３１の幅も一定に形成されている。凹溝３０の両端は、ハブシャフト７の周面において開口されている。底面３１の中央には、波形の板ばね３３が取り付けられている。
【００２８】
図４は、図２の車輪用軸受装置１のうち等速ジョイント３の外輪２８の、車輪４側の端部の概略構造を拡大して示す図解的な斜視図である。
図２、図４を参照して、外輪２８の車輪４側の端部には、中心軸Ｘの方向に突出させて、嵌合用凹凸としての、径方向に延びる凸条３４が設けられている。凸条３４の車輪４側の先端面３５は、中心軸Ｘと直交する平面とされている。また凸条３４は、中心軸Ｘを挟んで互いに背向する２つの段差面３６を備えている。
【００２９】
前記両段差面３６は、それぞれ前記凸条３４の基端側（ドライブシャフト２側）より先端面３５側（車輪４側）において径方向に突出する逆テーパー状とされている。それぞれの段差面３６は、中心軸Ｘと交差する一方向と平行で、かつ中心軸Ｘに対して前記逆テーパー状となるように傾斜した平面とされている。段差面３６の中心軸Ｘに対する傾斜角度は、前記凹溝３０の段差面３２の中心軸Ｘに対する傾斜角度と一致している。
【００３０】
また両段差面３６は、中心軸Ｘと交差する一方向において互いに平行に形成され、それによって凸条３４は、前記両段差面３６によって規定される基端側および先端面３５側の幅が一定に形成されている。前記幅は、基端側の最も狭い部分において凹溝３０の開口幅よりわずかに小さく、先端面３５側において前記開口幅より大きく設定されている。また凸条３４のうち段差面３６以外の領域の外周面は円筒状とされ、その外径が、ハブシャフト７の、凹溝３０を形成した領域の外径と一致している。
【００３１】
先端面３５の中央には、凹溝３０の底面３１に取り付けた板ばね３３が嵌め合わされる凹み３７が設けられている。凹み３７は、その内面が、板ばね３３の波形に沿う湾曲凹面状に形成されている。板ばね３３の波形の中心、および凹み３７の凹面の中心は、共に中心軸Ｘと一致しており、前記板ばね３３を凹み３７に嵌め合わせると、ハブシャフト７と外輪２８とが、自動的に、それぞれの中心軸Ｘを一致させて底面３１と先端面３５を対向させた状態に位置決めされる。
【００３２】
ハブシャフト７および外輪２８は、凸条３４をハブシャフト７の周面の開口を通して径方向にスライドさせながら凹溝３０に挿入し、先に説明したように板ばね３３を凹み３７に嵌め合わせて位置決めして前記凸条３４と凹溝３０とを嵌め合わせることによって、互いに動力伝達可能に連結されている。また、前記ハブシャフト７および外輪２８の、互いに外径が一致する凸条３４と凹溝３０の嵌め合いの外周に固定バンド３８を固定することで、前記嵌め合いによる、ハブシャフト７および外輪２８の中心軸Ｘを一致させた連結状態が固定されている。
【００３３】
固定バンドとしては、前記嵌め合いの外径と一致する内径を有する既製の止め輪、若しくはワンタッチバンド等を用いることができる。
エンジン５からの駆動力はドライブシャフト２に与えられ、等速ジョイント３の内輪、複数のボールおよび外輪２８を介してハブシャフト７およびフランジシャフト６に伝達される。これにより、ハブシャフト７およびフランジシャフト６が外輪９に対して相対回転し、フランジシャフト６の回転に伴って車輪４が回転する。このようにして、エンジン５からの駆動力が車輪４に伝達される。
【００３４】
この実施形態では、凸条３４を凹溝３０に嵌め合わせて固定バンド３８を固定するだけで、ハブシャフト７と外輪２８とを、前記凸条３４および凹溝３０に設けた逆テーパー状の段差面３２、３６同士の係合によって軸方向への離間を規制した状態で連結できる。そのため、車輪用軸受装置１の組み立ての工程を簡素化することができる。
またこの実施形態では、板ばね３３の付勢力によって凸条３４と凹溝３０の段差面３２、３６を互いに圧接させて、両者の嵌め合いのがたつきをなくしている。そのため、凸条３４と凹溝３０の間に適度なクリアランスを持たせて両者の嵌め合わせを容易にして、車輪用軸受装置１の組立工程をより一層簡素化することができる。
【００３５】
また、クリアランスは任意に設定できるため、前記凸条３４および凹溝３０を、動力伝達時にがたつき等が生じるのを防止するため高い寸法精度が求められる歯部のような厳密な寸法管理を必要とせずに加工できる。そのため、固定バンド３８として既製のものを使用できることと相まって、車輪用軸受装置１を構成する各部品の構造を簡素化して寸法管理を容易化することもできる。
【００３６】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、ハブシャフト７側に凹溝３０、外輪２８側に凸条３４を設けていたが、逆にハブシャフト７側に凸条３４、外輪２８側に凹溝３０を形成してもよい。
また、前述の実施形態では、凹溝３０の底面３１に板ばね３３、凸条３４の先端面３５に凹み３７を設けていたが、逆に底面３１に凹み３７、先端面３５に板ばね３３を設けてもよい。また、位置決めの機能を必要としない場合は凹み３７を省略しても良い。
【００３７】
また嵌合用凹凸および嵌合用凸凹は、凹溝３０と凸条３４には限定されず、逆テーパー状で、互いの嵌合によって、ハブシャフト７を、等速ジョイント３の連結側端面に、軸方向への離間を規制した状態で連結できる任意の嵌合用凹凸および嵌合用凸凹が採用できる。
また、前述の実施形態では、転動態としてボール８が用いられ、車輪用軸受装置１が複列アンギュラ玉軸受として機能するように構成されている場合について説明したが、転動態としてはボールに限らずころであってもよいし、車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受以外の軸受として機能するように構成されていてもよい。また内輪をフランジシャフト６およびハブシャフト７で構成していたが、両者は一体に形成してもよい。
【００３８】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置が備えられた車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の概略構成を示す図解的な縦断面図である。
【図３】ハブシャフトの、ドライブシャフト側の端部の概略構造を拡大して示す図解的な斜視図である。
【図４】等速ジョイントの外輪の、車輪側の端部の概略構造を拡大して示す図解的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・車輪用軸受装置、３・・・等速ジョイント、７・・・ハブシャフト（内輪）、８・・・ボール（転動体）、９・・・外輪、２８・・・外輪（等速ジョイントの連結側端面）、２９・・・端面（内輪の端部）、３０・・・凹溝（嵌合用凸凹）、３１・・・底面、３２・・・段差面、３３・・・板ばね、３４・・・凸条（嵌合用凹凸）、３５・・・先端面、３６・・・段差面、３７・・・凹み、３８・・・固定バンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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